4下部进入返料阀27和返料管17的还原态载氧体20混合后，一同返回空气反应器I完成物料循环，而烟气继续进入二级旋风分离器b，部分炭黑被分离下来进入存储罐18，剩余炭黑由烟气携带经过滤收集装置7分离收集，尾气经尾气出口 H送往余热锅炉补燃。
[0016]本实施例在制炭黑过程中，空气反应器I中的温度为1000-1100°c，燃料反应器4的温度为850-950 °C ;经水夹套换热器5后的冷却水先通入双夹套流化床换热器3中的外层夹套以调节油温，再通入管壳式余热锅炉12管程，并与利用引风机13从贫氧空气出口 B引到管壳式余热锅炉12壳程的贫氧空气换热，冷却后的贫氧空气分别去往流化气体主进口 C和流化气体分进口 G做流化进气，而加热后的水由高温水出口 E通往外接热用户。
【主权项】
1.一种煤焦油化学链热解制备炭黑的装置，其特征在于主体结构包括空气反应器、单级旋风分离器、双夹套流化床换热器、燃料反应器、水夹套换热器、两级串联旋风分离器、过滤收集装置、空气反应器排气管、单级旋风分离器料腿、进料管、输油管、管壳式余热锅炉、引风机、流化进气支管、冷却水盘管、一级旋风分离器料腿、返料管、存储罐、氧化态载氧体、还原态载氧体、流化进气主管、燃料反应器布风板、返料管阀门、空气反应器布风板、煤焦油入料阀门、载氧体进料阀门、返料阀、空气进口、贫氧空气出口、流化气体主进口、冷却水进口、高温水出口、煤焦油进口、流化气体分进口和尾气出口 ；空气反应器通过顶部的空气反应器排气管与单级旋风分离器连通，空气反应器的底部设有空气进口，空气反应器的底端设有空气反应器布风板；空气反应器和空气反应器排气管内流动有氧化态载氧体，氧化态载氧体由还原态载氧体和空气中的氧气反应生成；单级旋风分离器的下部通过单级旋风分离器料腿与双夹套流化床换热器连通，单级旋风分离器的顶部设有贫氧空气出口 ；双夹套流化床换热器通过进料管与燃料反应器的中部连通，燃料反应器下端设有燃料反应器布风板，燃料反应器布风板的下部为与流化进气主管连通的风室，流化进气主管与流化气体主进口连通，燃料反应器通过返料阀和返料管与空气反应器的底部相连，燃料反应器和返料阀之间的返料管上设置有返料管阀门，返料管内流动有还原态载氧体；燃料反应器的上部设有冷却水盘管，冷却水盘管的上部为冷却水进口，冷却水盘管与水夹套换热器相连通，燃料反应器的顶部通过水夹套换热器内腔的管道与两级串联旋风分离器的进口连通，两级串联旋风分离器通过一级旋风分离器的排气口与二级旋风分离器的进气口串联组成，一级旋风分离器料腿与返料管连通，二级旋风分离器的底部与存储罐相连；过滤收集装置与二级旋风分离器的排气口相连，过滤收集装置的后部设有尾气出口 ；管壳式余热锅炉的顶部右侧设有高温水出口 ；管壳式余热锅炉的顶端与贫氧空气出口相通，双夹套流化床换热器的外层夹套和水夹套换热器分别与管壳式余热锅炉的底部连通，双夹套流化床换热器的内层夹套底部右侧与输油管相连，双夹套流化床换热器的内层夹套的左侧设有煤焦油进口，与煤焦油进口连通的管道上设有煤焦油入料阀门，双夹套流化床换热器的流化床底部设有流化气体分进口 ；输油管的底部与流化进气支管相连，流化进气支管底部的一端与流化进气主管垂直相连，流化进气支管底部的另一端设有30°的倾斜管，倾斜管与燃料反应器底部相连；流化进气支管上端的管道上设有载氧体进料阀门，引风机的进口与余热锅炉的底端相连，引风机的出口分别与流化气体主进口和流化气体分进口相连。
2.根据权利要求1所述煤焦油化学链热解制备炭黑的装置，其特征在于所述空气反应器为循环流化床，燃料反应器为鼓泡流化床；双夹套流化床换热器的内层夹套为煤焦油夹套，外层夹套为冷却水夹套，双夹套包覆流化床的顶部和四周；过滤收集装置采用过滤布袋和烟气通道组成。
3.根据权利要求1所述煤焦油化学链热解制备炭黑的装置，其特征在于采用煤焦油化学链热解制备炭黑，化学链热解反应开始时，空气反应器内的还原态载氧体与空气进行氧化反应生成氧化态载氧体，氧化态载氧体由气流携带进入单级旋风分离器进行气固分离，分离出来的贫氧空气经过管壳式余热锅炉回收部分热量，然后经过引风机送往双夹套流化床换热器、燃料反应器和返料阀作为流化气体；分离出来的氧化态载氧体由单级旋风分离器料腿进入双夹套流化床换热器，在流化气体吹动下氧化态载氧体将双夹套流化床换热器内层夹套中的煤焦油预热，预热后的煤焦油通过输油管落下送往流化进气支管里，来自流化气体主管的流化气体携带通过载氧体进料阀门落下的氧化态载氧体一同送往燃料反应器的下部，并在流化进气支管里与煤焦油混合，流化气体主管内的流化气体由燃料反应器的底部风室通入，流化的氧化态载氧体将煤焦油分散均匀，并催化裂解煤焦油的C-H键，氧化态载氧体释放晶格氧与H反应，则碳析出迅速生成炭黑，氧化态载氧体生成还原态载氧体，大颗粒还原态载氧体在流化中进入返料管，经返料阀送回空气反应器；燃料反应器内携带炭黑和少量还原态载氧体的烟气依次通过相互连通的水盘管、水夹套换热器进入两级分离器和过滤装置，两级串联旋风分离器，还原态载氧体在一级旋风分离器内分离，由一级旋风分离器料腿进入返料管并与从燃料反应器下部进入返料阀和返料管的还原态载氧体混合后，一同返回空气反应器完成物料循环，而烟气继续进入二级旋风分离器，部分炭黑被分离下来进入存储罐，剩余炭黑由烟气携带经过滤收集装置分离收集，尾气经尾气出口送往余热锅炉补燃。
4.根据权利要求2所述煤焦油化学链热解制备炭黑的装置，其特征在于在制炭黑过程中，空气反应器中的温度为1000-1100°C，燃料反应器的温度为850-950°C;经水夹套换热器后的冷却水先通入双夹套流化床换热器中的外层夹套以调节油温，再通入管壳式余热锅炉管程，并与利用引风机从贫氧空气出口引到管壳式余热锅炉壳程的贫氧空气换热，冷却后的贫氧空气分别去往流化气体主进口和流化气体分进口做流化进气，而加热后的水由高温水出口通往外接热用户。
【专利摘要】本发明属于炭黑制备设备技术领域，涉及一种煤焦油化学链热解制备炭黑的装置，空气反应器与单级旋风分离器连通，单级旋风分离器的下部与双夹套流化床换热器连通，双夹套流化床换热器与燃料反应器的中部连通，燃料反应器的下部为与流化进气主管连通的风室，燃料反应器与空气反应器的底部相连，燃料反应器的上部设有冷却水盘管，冷却水盘管与水夹套换热器相连通，燃料反应器的顶部与两级串联旋风分离器连通，双夹套流化床换热器的外层夹套和水夹套换热器分别与管壳式余热锅炉的底部连通，输油管的底部与流化进气支管相连；其结构简单，操作使用方便，维护成本低，使用寿命长，能耗少，实现余能的合理利用，有效减少污染排放。
【IPC分类】C09C1-50
【公开号】CN104788999
【申请号】CN201510134000
【发明人】王翠翠, 姜旭, 王凤印, 张龙龙
【申请人】青岛大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月26日